器件环境温度与负荷特性曲线的常见错误

[i=s]本帖最后由闲情于2010-9-311:02编辑[/i]

作者：武晔卿《电子工程专辑》专家博客博主

我们在设计电路的时候，一般会首先确定设备的运行环境温度，比如-20℃～+60℃，而如果器件选型的时候，看到datasheet上写的应用环境温度是75℃，千万不要沾沾自喜，已为此器件绝对ok的话，那可能您就大错而特错了。60℃那是整机的环境温度，而器件本身的工作环境可就未必了，比如在散热片附近工作的电解电容、功率器件附近的电阻都有类似问题。总结为一句话：器件环境温度≠设备环境温度。

还有的时候，从一些IC的datasheet上，我们会看到器件的应用温度范围很宽，甚至有的达到80℃～150℃，于是，电路设计中就无所顾忌了，如此高的适应温度范围，可能因温度应力而引起器件故障几乎是不会发生的了。那您就又错了。

打个比方，一个人，他的运行温度范围80℃是没问题的，也就是说人在80℃的情况下是不会死的，但是，80℃的情况下，跑百米冲刺、算双重曲面积分的数学题、大段的背诵英语文章、背负100多斤的东西快走，您能做得到吗？而这些在10来度的时候都是些可以easy完成的事情。这说明了什么？说明了人的使用温度虽然宽，但在高温情况下，是不能被满负荷使用的。于是就有了如下的负荷特性曲线1。图中T1～Tmax的这一段温度区间，器件仍然是可以用的，但是不能满负荷工作，电路设计时要特别注意这一点。而T1-Tmax斜线段的斜率又决定于器件的散热能力，它是热阻的倒数。

另外，在电路设计中，器件的功率、电压等参数都会降额，具体降额方法本人博客中已有其他文章专门介绍。这里补充说的是降额之后的负荷特性曲线也要随之发生变化(如上图的曲线2)。电路设计中对器件的使用，在T2～T3的温度区间中，器件功耗就需要随温度升高按一定斜率递减。做不到这一点，器件的使用可靠性就不能保证了。

这是一个很简单，但有很容易被忽视的问题。器件厂商也都鬼精鬼精的，在datasheet上他们很少给出这条曲线，但会给出Tmax、Pmax和Rj这三个指标，根据这三个指标，可以描出上图的负荷特性曲线，不过没了明确的图形指示，就容易让人忽视这一段高温下的性能下降，从而带来无端的设计故障。本文谨将此作一个提醒。